Стенд для исследования взаимодействия колес с почвой при статическом и вибродинамическом характере нагружения

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУ(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕС С ПОЧВОИ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ВИБРОДИНАМИЧЕСКОМ(71) Заявитель Учреждение Образования Белорусский государственный аг рарный технический университет(72) Авторы Романюк Николай Николаевич Чигарев Юрий Власович Сашко Константин Владимирович Вольский Александр Леонидович Рутковский Иосиф Геннадьевич ВоЩило Юрий Франтишкович Долгалев Александр Васильевич Полоз Дмитрий Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет (ВУ)1. Стенд для исследования взаимодействия колес с почвой при статическом и вибродинамическом характере нагружения, содержащий станину, контейнер для ПОЧВЫ, на внутренней поверхности которого установлены резервуары, выполненные из эластичного материала, заполненные жидкостью, соединенные с Прозрачными пластичными трубками,закрепленными на боковой стенке с наружной стороны контейнера рядом со Шкалой для снятия результатов, в подвижном основании контейнера и на боковых стенках выполнены отверстия, в которые установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными Штоками,установленными С наружной СТОрОНЫ контейнера, КОЛССО С СИСТСМОЙ нагружения, устаНОВЛСННОС С ВОЗМОЖНОСТЬЮ взаимодействия С КОНТСЙНСрОМ, И ПрИВОД, ОТЛИЧЯЮЩИЙСЯ ТСМ, ЧТО КОНТСЙНСр ДЛЯ ПОЧВЫ ИМССТ ВОЗМОЖНОСТЬ горизонтального ПСрСМСЩСНИЯ.2. СТСНД ДЛЯ исследования ВЗЗИМОДСЙСТВИЯ КОЛСС С ПОЧВОЙ ПрИ статическом И ВИбрОДИНЗМИЧССКОМ характере нагружения ПО П. 1, ОТЛИЧЯЮЩИЙСЯ ТСМ, ЧТО К станине ПрИ ПОМОЩИ щарнирно установленных рычагов закреплена ОСЬ С КОЛССОМ, на КОТОрОЙ располагается площадка С вибратором, ИЗМСНЯЮЩИМ вибродинамические нагрузки на ПОЧВу.(56) 1. Патент на полезную модель 1966, МПК 6 О 1 М 17/00, 2005.Полезная модель относится К средствам для исследования свойств почв И грунтов, в частности для исследования взаимодействия с почвогрунтами ходовых систем сельскохозяйственной техники при статическом и вибродинамическом нагружении.Известен стенд для исследования уплотняемости почв, содержащий станину, контейнер для почвы, на внутренней поверхности которого установлены резервуары, вь 1 полненные из эластичного материала, заполненные жидкостью, соединенные с прозрачными пластичными трубками, закрепленными на боковой стенке с наружной стороны контейнера рядом со щкалой для снятия результатов, в подвижном основании контейнера и на боковых стенках выполнены отверстия, в которые установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными щтоками, установленными с наружной стороны контейнера, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером, и привод 1.Такой стенд позволяет изучить границу и форму ядра уплотнения от глубины расположения плотного слоя почвы, определить реологические свойства почвы в процессе ее уплотнения, наглядно отслеживать изменение деформаций в почве на различной глубине до нагружения, во время нагружения и после снятия статической нагрузки, но не позволяет все это определить от действующих вибродинамических нагрузок.Задача, которую решает полезная модель, заключается в определении изменения реологических свойств почвы, деформаций и напряжений, возникающих в почве на различной глубине в процессе уплотнения почвы при приложении внещних статических и вибродинамических нагрузок через деформатор (колесо).Поставленная задача рещается с помощью стенда, содержащего станину, контейнер для почвы, на внутренней поверхности которого установлены резервуары, выполненные из эластичного материала, заполненные жидкостью, соединенные с прозрачными пластичными трубками, закрепленными на боковой стенке с наружной стороны контейнера рядом со щкалой для снятия результатов, в подвижном основании контейнера и на боковых стенках выполнены отверстия, в которые установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными щтоками, установленными с наружной стороны контейнера, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером, и привод, где контейнер для почвы имеет возможность горизонтального перемещения, а к станине при помощи щарнирно установленных рычагов закреплена ось с колесом, на которой располагается площадка с вибратором, изменяющим вибродинамические нагрузки на почву.На фиг. 1 показан общий вид стенда сбоку, на фиг. 2 - общий вид сверху, на фиг. 3 крепление резервуара к подвижному основанию контейнера.Стенд содержит контейнер для почвы 1, состоящий из неподвижных боковых стенок 2, съемных боковых стенок 3, подвижного основания 4 и промежуточного элемента 5 станину 6, к которой при помощи щарнирно установленных рычагов 7 и 8 закреплена ось 9 с колесом 10. Движение колеса 10 происходит за счет перемещения контейнера с почвой 1, 2привод которого осуществляется от электродвигателя 11 через Червячный редуктор 12 И зубчато-реечное зацепление 13. С противоположной стороны контейнер 1 поддерживается при помощи пассивного зубчато-реечного зацепления 14. На рычагах 8 установлены сменные грузы 15, Которыми регулируется статическая нагрузка на ось колеса 9. На оси колеса 9 установлена площадка 16 с вибратором, состоящим из двух валов 17, с закрепленными на них двумя дисками 18, представляющими собой фрикционную передачу, и двумя одинаковыми эксцентриками 19, вращающимися в противоположных направлениях. Привод вибратора осуществляется от электродвигателя 20 через ременную передачу 21, имеющую сменные щкивы 22.На боковых стенках 2 и в подвижном основании контейнера 4 выполнены отверстия 23, в которых на подвижной площадке 24, изменяющей угол наклона с помощью винтового механизма 25, установлены резервуары 26, выполненные из эластичного материала и заполненные жидкостью (отверстия на боковых стенках не показаны). К резервуарам 26 присоединены прозрачные пластичные трубки 27, которые закреплены на боковой стенке 2 стенда рядом со щкалой для снятия результатов 28. В основании 4 также установлены датчики нормального давления (не показаны). Съемными боковыми стенками 3 задается нужная высота контейнера.Стенд работает следующим образом.Подвижное основание 4 устанавливается на заданный угол к горизонтали. Контейнер с почвой 1 устанавливается в крайнее правое положение. По щкале 28 производится замер жидкости в трубках 27 до нагружения. При помощи сменных грузов 15 задается требуемая статическая нагрузка на ось колеса 9, сменными щкивами 22 - требуемая частота колебаний вибратора. С помощью электродвигателя 20 приводится в движение вибратор, с помощью электродвигателя 11 через червячный редуктор 12 и зубчато-реечное зацепление 13 приводится в движение контейнер с почвой 1. Почва, находящаяся в контейнере 1,воздействует на колесо 10, преобразуя поступательное движение почвы во вращательное движение колеса 10. Контейнер с почвой 1 перемещается в крайнее левое положение. Деформации почвы от колеса 10 передаются резервуарам 26. Жидкость из них вытесняется в трубки 27. Затем производятся замеры изменения уровня жидкости в трубках 27 во время нагружения и после снятия нагрузки по щкале 28. Таким образом, в зависимости от изменения уровня жидкости в трубках 27 во время движения колеса 10 определяются реологические свойства почвы, изменения деформаций и напряжений в почве в процессе ее уплотнения на различной глубине при приложении различных внещних статических и вибродинамических нагрузок на колесо 10. Причем, чем меньще будет внутренний диаметр трубок, тем проще следить за изменением уровня жидкости в них.Для более точного исследования воздействия колеса 10 на различные слои почвы подвижное основание 4 контейнера может устанавливаться на разный угол к горизонтали. При этом необходимо изменить угол между подвижной площадкой 24 и подвижным основанием 4 с помощью винтового механизма 25 так, чтобы площадка 24 оставалась в горизонтальном положении.За счет сменных грузов 15 можно задавать разную статическую нагрузку на ось колеса 10, при помощи сменных щкивов 22 - частоту колебаний вибратора, и далее повторяются описанные выще действия.Национальный Центр Интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.